4. По количеству одновременно работающих пользователей:

1. Однопользовательские ­ монопольная работа пользователя в системе;

2. Многопользовательские – сетевые и распределенные системы. Многопользовательские операционные системы, в отличие от однопользовательских, поддерживают одновременную работу на ЭВМ нескольких пользователей за различными терминалами.

5. По концепции организации:

1. Открытые – можно изменить, дополнить новыми функциями. (UNIX)

2. Закрытые – получаем от разработчика в готовом виде, нельзя изменить (WINDOWS)

6. По особенностям аппаратных платформ:

3. ОС персонального компьютера;

1. ОС миникомпьютеров;

2. ОС суперкомпьютеров;

3. Сетевые ОС.

Кроме того, ОС различаются по управлению памятью, по средствам защиты. Также ОС бывают аппараттнозависимые (WINDOWS) и аппараттнонезависимые (UNIX). Каждый класс имеет свои особенности, но присутствуют также и черты, характерные для нескольких классов.

Лекция №3. Интерфейс. Операционное окружение.

Интерфейс. Виды интерфейсов.

Основная функция всех операционных систем — посредническая. Она заключается в обеспечении нескольких видов интерфейса.

Интерфейс — это способ общения пользователя с персональным компьютером, пользователя с прикладными программами, программ между собой. Другими словами, это некоторый набор правил общения. Интерфейс служит для удобства управлений программным обеспечением компьютера.

Когда вы садитесь за руль автомобиля, настраиваете радиоприемник, программируете видеомагнитофон, задумываетесь ли вы о том, что все эти и многие другие привычные вещи имеют свой пользовательский интерфейс? Основное отличие компьютера от всех перечисленных вещей в том, что он намного сложнее любой из них и ваше общение с ЭВМ не может ограничиться стандартным набором некоторых операций. Одна из основных "обязанностей" операционной системы – обеспечивать и поддерживать диалог пользователя с компьютером, что и достигается с помощью пользовательского интерфейса.

У старых операционных систем, таких как DOS, интерфейс был построен на базе командной строки (command prompt). Для выполнения какой-либо операции, пользователю нужно было набирать в командной строке соответствующие команды. Например, чтобы удалить документ Текст, требовалось ввести следующую команду:

delete c:\Текст

Поскольку пользователю необходимо выполнять разные действия с программами и документами, нужно было помнить довольно много различных команд, причем у многих программ был еще и набор своих собственных команд. Разумеется, работу с компьютером такой интерфейс делал отнюдь не приятной.

Интерфейсы бывают однозадачные и многозадачные, однопользовательские и многопользовательские. Интерфейсы отличаются между собой по удобству управления программным обеспечением, то есть по способу запуск программ. Существуют универсальные интерфейсы, допускающие все способы запуска программ, например Windows 3.1, Windows 9. Например, Windows 95 позволяет реализовать несколько способов запуска программ, в том числе позволяет запускать программы при помощи меню кнопки Пуск.

Различают:

• Интерфейсы по способу взаимодействия;

• Интерфейсы по способу доступа к командным файлам программ.

Интерфейсы по способу взаимодействия:

1) Аппаратно-программный интерфейс - интерфейс между программным и аппаратным обеспечением;

2) Программный интерфейс - интерфейс между разными видами программного обеспечения.

3) Интерфейс пользователя - интерфейс между пользователем и программно-аппаратными средствами компьютера

Интерфейсы по способу доступа к командным файлам программ:

1) Командный (текстовый) интерфейс. Его имеет всякая ОС (иногда в скрытой форме).

Основным устройством управления в данном случае является клавиатура.

Если снять шелуху текстовых или графических оболочек или интерфейсов, то «на глубине» вы всегда найдете командный интерфейс.

В нем вся нужная ему информация представлена в виде текста, изображенного на экране. В соответствии с этим интерфейсом пользователь работал непосредственно с ОС и пользовался ее услугами. Все операции осуществлялись вводом команд с клавиатуры. При этом нужно было хорошо знать ОС. С ростом сложности решаемых задач неудобства такого интерфейса стали очевидны. Процесс общения пользователя с системой стал слишком сложным и монотонным. Для преодоления указанных недостатков нужно было уходить от такого интерфейса.

2) Текстовый или графический полноэкранный интерфейс. Он имеет, как правило, в верхней части экрана систему меню с подсказками. Меню часто бывает выпадающим (ниспадающим — pull-down).

Для управления компьютером курсор экрана или курсор мыши после поиска в дереве каталогов устанавливается на командные файлы программ (*.ехе, *.com, *.bat) и для запуска программы нажимается клавиша <Enter> или правая кнопка мыши. Различные файлы могут выделяться разным цветом или иметь разный рисунок. Каталоги (папки) отличаются от файлов размером или рисунком. Данный интерфейс является основным для всех видов программных оболочек. Пример: Norton Commander и нортонообразные оболоч* (DOS Navigator, Windows Commander, Disk Commander). Подобный интерфейс имеют инструменты Windows 3.1 (Диспетчер файлов) Windows-95 (Мой компьютер и Проводник). Такой интерфейс весьма удобен, особенно при работе с файлами, поскольку обеспечивает высокую скорость выполнения операций, позволяет создавать пользовательское меню, запускать приложения по расширению файлов, что повышает скорость работы с программами.

3) Графический многооконный пиктографический интерфейс. Комбинация монитора и мыши. Пользователь наблюдает на экране графические объекты (пиктограммы: значки или иконки программ) и элементы управления. С помощью мыши он изменяет свойства объектов и приводит в действие элементы управления компьютерной системой, а с помощью монитора получает от нее отклик в графическом виде. Это наиболее удоб­ный и перспективный интерфейс, особенно при работе с программами. Примеры: интерфейс компьютеров Apple Macintosh, Windows 3.1, Windows 95/98, OS/2, X Windows.

Все более важное значение получает использование в интерфейсе пользователя речи. Говорящая система дает возможность повысить эффективность работы, ибо она:

- голосом указывает пользователю на ошибки в работе и подсказывает пути их устранения;

- сообщает о возникающих ненормальных ситуациях;

- дает справки из Информационно-Поисковых Систем (ИПС).

Стали использоваться так называемые табулируемые диалоги. Сущность такого диалога заключается в применении следующего режима. При однократном нажатии клавиши на экран выдается 12-16 наборов решаемых задач. Пользователь достаточно просто выбирает необходимую задачу и переходит к другой задаче. Кроме этого, пользователь стал работать не непосредственно с операционнной системой, а с операционной платформой. Последняя взаимодействует с несколькими операционными системами и предоставляет пользователю услуги не только этих операционных систем, но и свои собственные, являющиеся дополнительными видами услуг.

Операционное окружение (операционная среда)

Операционная среда - соответствующий интерфейс, необходимый программам для обращения к операционной системе, с целью получения определенного сервиса, напр. выполнить операцию ввода/вывода, освободить участок памяти, и т. п. Операционная среда - среда, образованная операционной системой, в которой выполняются прикладные программы и в которой ОС выполняет следующие контрольные функции. Операционная среда определяется программными интерфейсами, интерфейсом прикладного программирования, который включает в себя управление процессами, памятью, вводом/выводом. Ряд ОС могут организовать выполнение программ, созданных для других ОС, т.е. соответствующая операционная среда организуется в ОС, в рамках отдельной виртуальной машины.

Параллельное существование терминов операционная система и операционная среда, связано с тем, что операционная система поддерживает в общем случае несколько операционных сред. Операционная среда может включать несколько интерфейсов, в частности пользовательский и программный.

Операционная среда включает ОС, ПО, интерфейсы прикладных программ, сетевые службы, БД и ЯП.

Лекция №4. Архитектура ОС.

Любое программное обеспечение (ПО) характеризуется машинно-зависимыми и машинно-независимыми свойствами.

- Машинно-зависимые свойства определяются % операторов программ, записанных в коде данной машины.

- Машинно-независимые свойства определяются % операторов программ записанных на языке высокого уровня.

Термин " машинно-зависимый" является в некотором смысле противоположным термину «переносимый». Действительно, если ОС учитывает некоторые особенности архитектуры компьютера, то при переносе ее на другой компьютер, она перестанет работать.

Любая сложная система должна иметь понятную и рациональную структуру, то есть разделяться на части — модули, имеющие вполне законченное функциональное назначение с четко оговоренными правилами взаимодействия. Ясное понимание роли каждого отдельного модуля упрощает работу по изменению и развитию системы. Напротив, сложную систему без хорошей структуры чаще проще разработать заново, чем модернизировать.

Функциональная сложность операционной системы приводит к сложности ее архитектуры.

Архитектура операционной системы - структурная организация ОС на основе программных модулей

Большинство современных операционных систем представляют собой хорошо структурированные модульные системы, способные к развитию, расширению и переносу на новые платформы.

Какой-либо единой архитектуры ОС не существует, но существуют универсальные подходы к структурированию ОС.

Наиболее общим подходом к структуризации операционной системы является разделение всех ее модулей на две группы, т.е. так называемый классический способ организации операционной системы.

1. Классический способ организации архитектуры

Все модули ОС делятся на 2 группы:

• модули, выполняющие основные функции ОС – ядро ОС;

• модули, выполняющие вспомогательные функции ОС - модули-приложения.

Ядро ОС выполняют базовые функции ОС

- управление процессами,

- управление памятью,

- управление устройствами ввода-вывода.

Это так называемые машинно-зависимые свойства ОС.

Ядро составляет сердцевину операционной системы, без него ОС является полностью неработоспособной и не сможет выполнить ни одну из своих функций.

Функции ядра:

1) Функции для решения внутрисистемных задач организации вычислительного процесса (переключение контекстов процессов, загрузка/выгрузка страниц, обработка прерываний). Эти функции недоступны для приложений.

2) Функции для поддержки приложений (доступны приложениям). Эти функции создают для приложений так называемую прикладную программную среду и образуют интерфейс прикладного программирования - API. Приложения обращаются к ядру с запросами - системными вызовами. Функции API обслуживают системные вызовы - предоставляют доступ к ресурсам системы в удобной и компактной форме, без указания деталей их физического расположения.

Функции, выполняемые модулями ядра, являются наиболее часто используемыми функциями операционной системы, поэтому скорость их выполнения определяет производительность всей системы в целом.

Для обеспечения высокой скорости работы ОС все модули ядра или большая их часть постоянно находятся в оперативной памяти, т. е. являются резидентными.